KR20150034210A - Hardened steel tube member, automobile axle beam using hardened steel tube member, and method for manufacturing hardened steel tube member - Google Patents
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Abstract
이 켄칭 강관 부재는, GI 아연 도금 강관으로 형성되고, 상기 GI 아연 도금 강관의 길이 방향의 중앙부에 있어서의, 상기 길이 방향에 수직인 단면이, 상기 GI 아연 도금 강관의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부를 포함하는 대략 V자 형상을 갖고, 상기 접촉부가, Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되고, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도가, 상기 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도의 95% 이상이다.The quenched steel pipe member is formed of a GI galvanized steel pipe and has a cross section perpendicular to the longitudinal direction at a central portion in the longitudinal direction of the GI galvanized steel pipe with a contact portion in contact with the inner circumferential surfaces of the GI galvanized steel pipe And the contact portion is integrated by the Fe-Zn alloy phase, and the micro Vickers hardness at the depth of 50 mu m from the surface of the base material is 95% or more of the micro Vickers hardness at the depth of 200 mu m from the surface of the base material. %.
Description
본 발명은, 켄칭 강관 부재, 켄칭 강관 부재를 사용한 자동차용 액슬 빔 및 켄칭 강관 부재의 제조 방법에 관한 것이다. 본원은, 2012년 9월 20일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-207249호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.The present invention relates to a quenching steel pipe member, a vehicle axle beam using the quenching steel pipe member, and a manufacturing method of the quenching steel pipe member. The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-207249 filed on September 20, 2012, the contents of which are incorporated herein by reference.
자동차용 액슬 빔은 좌우의 차축을 연결하는 부재로, 주행 중에 반복 하중이 가해지므로, 높은 피로 특성이 요구된다.The automobile axle beam is a member connecting the right and left axles, and a repeated load is applied during running, so that high fatigue characteristics are required.
따라서 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이, 강관을 프레스 성형 후에 켄칭을 행함으로써 고강도화하여, 피로 특성을 확보하는 자동차용 액슬 빔의 제조 방법이 제안되어 있다.Therefore, as disclosed in
그러나, 이 방법에서는 로(爐)에서 켄칭을 행하기 때문에 가열 시간이 길고, 부재의 최표층면이 탈탄되어 연화되어 버려, 충분한 피로 특성을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다.However, in this method, since the furnace is quenched, the heating time is long, the outermost surface of the member is decarburized and softened, and sufficient fatigue characteristics can not be obtained.
또한, 이 표층 연화를 억제하기 위해, 특허문헌 2에 개시하는 바와 같이 강관 표면에 아연 도금을 실시한 후 가열을 행함으로써, 강재 표면에 탄소 농화층을 형성시켜, 켄칭 후의 표층을 경화시키는 기술이 제안되어 있다.In order to suppress this surface layer softening, there is proposed a technique of forming a carbon-enriched layer on the surface of a steel material by curing the surface of the steel pipe after quenching by performing galvanization on the surface of the steel pipe as disclosed in Patent Document 2 .
그러나, 이 방법도 로에서 가열을 행하기 때문에 장시간 가열을 해야 하고, 그동안에 아연이 휘발된다. 따라서, 휘발되어 버리는 분도 포함하여 아연을 여분으로 도금해야 해, 막대한 비용이 든다고 하는 문제가 있었다.However, this method requires heating for a long time because heating is performed in the furnace, and zinc is volatilized in the meantime. Therefore, there is a problem that zinc is plated extra, including volatilized ones, resulting in a huge cost.
또한, 특허문헌 3에는, 소정의 프레스 조건에서 강관을 단면 V자 형상으로 프레스 성형함으로써 얻어지는 피로 특성이 우수한 액슬 빔이 개시되어 있다.Patent Document 3 discloses an axle beam having excellent fatigue characteristics obtained by press-molding a steel pipe into a V-shaped section in a predetermined press condition.
그러나, 이 특허문헌 3에서는, 켄칭 등의 열처리를 행하지 않아도 우수한 피로 특성을 발휘할 수 있는 액슬 빔을 제공하는 것을 목적으로 하고 있고, 상술한 바와 같은 열처리에 의한 최표면의 탈탄에 관해서는 전혀 언급하고 있지 않다.However, the patent document 3 aims at providing an axle beam that can exhibit excellent fatigue characteristics even without performing heat treatment such as quenching, and the decarburization of the outermost surface by the heat treatment as described above is not mentioned at all It is not.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하여, 피로 특성이 우수하고, 또한 저비용의 켄칭 강관 부재, 자동차용 액슬 빔 및 켄칭 강관 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a method of manufacturing a quenched steel pipe member, an automobile axle beam and a quenched steel pipe member which are excellent in fatigue characteristics and are low in cost.
본 발명의 개요는 하기와 같다.The outline of the present invention is as follows.
(1) 본 발명의 제1 형태는, GI 아연 도금 강관으로 형성되고, 상기 GI 아연 도금 강관의 길이 방향의 중앙부에 있어서의, 상기 길이 방향에 수직인 단면이, 상기 GI 아연 도금 강관의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부를 포함하는 대략 V자 형상을 갖고, 상기 접촉부가, Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되고, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도가, 상기 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도의 95% 이상인 켄칭 강관 부재이다.(1) According to a first aspect of the present invention, there is provided a GI galvanized steel pipe which is formed of a GI galvanized steel pipe and has a cross section perpendicular to the longitudinal direction at a central portion in the longitudinal direction of the GI galvanized steel pipe, And the micro-Vickers hardness at a depth of 50 mu m from the surface of the base material layer is smaller than the micro-Vickers hardness at a depth of 200 mu m from the surface of the base material layer. Is a quenched steel pipe member having 95% or more of micro Vickers hardness.
(2) 상기 (1)에 기재된 켄칭 강관 부재에서는, 상기 GI 아연 도금 강관의 상기 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도가, 500Hv 이상이어도 된다.(2) In the quenched steel pipe member according to (1), the micro Vickers hardness of the GI galvanized steel pipe at a depth of 50 mu m from the base material surface layer may be 500 Hv or more.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 켄칭 강관 부재에서는, 상기 접촉부가, 상기 GI 아연 도금 강관의 전체 길이의 50% 이상의 길이에 걸쳐 형성되어 있어도 된다.(3) In the quenched steel pipe member according to (1) or (2), the contact portion may be formed over a length of at least 50% of the entire length of the GI galvanized steel pipe.
(4) 본 발명의 제2 형태는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 켄칭 강관 부재를 사용한 자동차용 액슬 빔이다.(4) The second aspect of the present invention is an automobile axle beam using the quenched steel pipe member according to any one of (1) to (3).
(5) 본 발명의 제3 형태는, GI 아연 도금 강관에 대해, 상기 GI 아연 도금 강관의 길이 방향의 중앙부에 있어서의 상기 길이 방향에 수직인 단면이 상기 GI 아연 도금 강관의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부를 포함하는 대략 V자 형상을 갖도록 프레스 성형하는 프레스 성형 공정과, 아연 도금량 A(g/㎡)와, 850℃ 이상의 최고 가열 온도 T(℃)와, 최고 가열 온도 유지 시간 t(hr)가 하기 (I)식을 만족시키는 조건에서, 프레스 성형된 상기 GI 아연 도금 강관을 가열 유지하는 가열 유지 공정과, 가열 유지된 GI 아연 도금 강관을 수냉에 의해 냉각함으로써, 상기 접촉부를 Fe-Zn 합금상에 의해 일체화시키는 냉각 공정을 구비하는 켄칭 강관 부재의 제조 방법이다.(5) According to a third aspect of the present invention, there is provided a GI galvanized steel pipe, wherein a cross section perpendicular to the longitudinal direction at the center in the longitudinal direction of the GI galvanized steel pipe is in contact with the inner circumferential surfaces of the GI galvanized steel pipe (G / m < 2 >), a maximum heating temperature T (DEG C) of 850 DEG C or more, and a maximum heating temperature holding time t (hr) A heating and holding step of heating and holding the press-molded GI galvanized steel pipe under the condition that the following formula (I) is satisfied; and a step of cooling the heated and maintained GI galvanized steel pipe by water- And a cooling step of integrating the steel pipe with the steel pipe.
(6) 상기 (5)에 기재된 켄칭 강관 부재의 제조 방법에서는, 상기 냉각 공정에서는, 가열 유지된 상기 GI 아연 도금 강관을 30℃/s 이상의 냉각 속도로 200℃ 이하까지 수냉해도 된다.(6) In the method of manufacturing a quenched steel pipe member according to (5), in the cooling step, the GI galvanized steel pipe heated and held may be water-cooled to 200 ° C or lower at a cooling rate of 30 ° C / s or higher.
(7) 상기 (5) 또는 (6)에 기재된 켄칭 강관 부재의 제조 방법에서는, 상기 아연 도금량 A가 60g/㎡ 이상이어도 된다.(7) In the method of manufacturing a quenched steel pipe member according to (5) or (6), the zinc plating amount A may be 60 g / m 2 or more.
(8) 상기 (5) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 켄칭 강관 부재의 제조 방법에서는, 상기 프레스 성형 공정에 있어서, 상기 접촉부가, 상기 GI 아연 도금 강관의 전체 길이의 50% 이상의 길이에 걸쳐 형성되도록 상기 GI 아연 도금 강관을 프레스 성형해도 된다.(8) In the method of manufacturing a quenched steel pipe member according to any one of the above items (5) to (7), in the press molding step, the contact portion has a length of 50% or more of the entire length of the GI- The GI galvanized steel pipe may be formed by press-molding.
(9) 상기 (5) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 켄칭 강관 부재의 제조 방법에서는, 상기 가열 유지 공정에 있어서, 상기 GI 아연 도금 강관을 통전 가열해도 된다.(9) In the method of manufacturing a quenched steel pipe member according to any one of (5) to (8), the GI galvanized steel pipe may be energized and heated in the heating and holding step.
(10) 상기 (5) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 켄칭 강관 부재의 제조 방법에서는, 상기 가열 유지 공정에 있어서, 프레스 성형된 상기 GI 아연 도금 강관을 강재의 Ac3점 이상의 온도 영역에 3초 이상, 30초 이하 유지하도록 통전 가열해도 된다.(10) In the method of manufacturing a quenched steel pipe member according to any one of (5) to (9), in the heating and holding step, the press-molded GI galvanized steel pipe is heated to a temperature of 3 Sec or more and 30 seconds or less.
(11) 상기 (5) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 켄칭 강관 부재의 제조 방법에서는, 상기 GI 아연 도금 강관이, Ac3점이 850℃ 이하인 성분계를 가져도 된다.(11) In the method of manufacturing a quenched steel pipe member according to any one of (5) to (10), the GI galvanized steel pipe may have a component system having Ac3 point of 850 캜 or lower.
상술한 켄칭 강관 부재에 따르면, GI 아연 도금 강관에 의해 형성되므로, 아연 도금에 의해 표층의 탈탄이 억제됨으로써, 높은 표층 경도를 확보할 수 있어, 피로 특성이 향상된다.According to the quenched steel pipe member described above, since it is formed by the GI galvanized steel pipe, decarburization of the surface layer is suppressed by zinc plating, high surface hardness can be secured, and fatigue characteristics are improved.
또한, GI 아연 도금 강관의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부가 Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되어 있으므로, 접촉부의 마찰에 의한 피로 수명의 저하를 억제할 수 있어, 피로 특성이 향상된다. 이로 인해, 박육 경량화가 가능해져, 대폭의 저비용화를 도모할 수 있다.Further, since the contact portions where the inner circumferential surfaces of the GI galvanized steel tubes are in contact with each other are integrated by the Fe-Zn alloy phase, deterioration of the fatigue life due to friction of the contact portions can be suppressed and fatigue characteristics are improved. As a result, it is possible to reduce the thickness of the thin film, thereby significantly reducing the cost.
또한, 상술한 켄칭 강관 부재의 제조 방법에 따르면, (I)식을 만족시키는 조건에서 GI 아연 도금 강관을 가열 유지함으로써, 최저한의 아연 도금량으로 표층의 탈탄을 억제하는 것이나, 가열 유지 설비에 맞추어 아연 도금량을 조정하여 표층의 탈탄을 억제할 수 있다. 따라서, 대폭의 저비용화를 도모할 수 있다.According to the manufacturing method of the quenched steel pipe member described above, the GI galvanized steel pipe is heated and maintained under the condition satisfying the formula (I) to suppress the decarburization of the surface layer with the minimum amount of zinc plating, It is possible to control decarburization of the surface layer. Therefore, the cost can be greatly reduced.
도 1a는 본 실시 형태에 관한 자동차용 액슬 빔의 평면도이다.
도 1b는 동 자동차용 액슬 빔의 사시도이다.
도 1c는 도 1a의 IC-IC 단면도이다.
도 1d는 도 1a의 ID- ID 단면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 켄칭 강관 부재를 제조하기 위한 공정 설명도이다.
도 3은 Fe-Zn 합금의 상태도이다.1A is a plan view of an automobile axle beam according to the present embodiment.
1B is a perspective view of the axle beam for the automobile.
1C is a sectional view of the IC-IC in Fig. 1A.
FIG. 1D is a cross-sectional view of the ID-ID of FIG. 1A.
2 is a process explanatory view for manufacturing a quenched steel pipe member according to the present embodiment.
3 is a state diagram of an Fe-Zn alloy.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동차용 액슬 빔(이하, 액슬 빔이라 칭함)에 대해 상세하게 설명한다. 하기의 설명에서는, 켄칭 강관 부재의 구체예로서 액슬 빔을 들고 있지만, 본 발명에 관한 켄칭 강관 부재는 이것에 한정되는 것은 아니며, 산업 기계용 구조 부재나 건축용 구조 부재 등, 높은 피로 특성이 요구되는 다양한 켄칭 강관 부재를 포함한다.Hereinafter, an automobile axle beam (hereinafter referred to as an axle beam) according to an embodiment of the present invention will be described in detail. In the following description, the axle beam is used as a concrete example of the quenched steel pipe member. However, the quenched steel pipe member according to the present invention is not limited to this, and a high fatigue characteristic such as a structural member for industrial machinery, And various quenched steel pipe members.
도 1a, 도 1b는, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)을 도시하는 평면도 및 사시도이다. 도 1c는 도 1a의 IC-IC 단면도이고, 도 1d는 도 1a의 ID- ID 단면도이다.1A and 1B are a plan view and a perspective view showing an
도 1a, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)은 GI 아연 도금 강관(10)을, 그 길이 방향에 수직인 단면(이하, 수직 단면이라 칭함)이 대략 V자 형상으로 되도록 프레스 성형함으로써 형성된다.As shown in Figs. 1A and 1B, an
또한, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)은, 그 길이 방향의 중심부에 있어서 내주면끼리가 접촉하는 접촉부(11)를 갖는다.As shown in Fig. 1C, the
이 접촉부(11)는, GI 아연 도금 강관(10)의 내주면의 아연 도금끼리가 접촉한 상태에서 켄칭 처리가 행해짐으로써, Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되어 있다.The
이러한 구성에 따르면, 액슬 빔(1)의 강성을 높이는 효과에 더하여, GI 아연 도금 강관(10)의 내주면끼리의 마찰에 의한 피로 수명의 저하를 억제할 수 있어, 피로 특성을 향상시킬 수 있다.According to this configuration, in addition to the effect of increasing the rigidity of the
또한, 도 1d에 도시하는 바와 같이, 중심부로부터 길이 방향으로 이격된 부위에 있어서는, 내주면끼리가 접촉하고 있지 않아도 된다. 즉, 접촉부(11)는 GI 아연 도금 강관(10)의 길이 방향의 중심부에 있어서만 접촉하고 있으면 된다.In addition, as shown in Fig. 1 (d), the inner circumferential surfaces do not need to be in contact with each other at the portions spaced apart from the central portion in the longitudinal direction. That is, the
단, 피로 특성을 향상시키는 효과를 보다 적합하게 발휘시키기 위해서는, 접촉부(11)가 GI 아연 도금 강관(10)의 전체 길이의 50% 이상의 길이에 걸쳐 형성되어 있는 것이 바람직하고, 70% 이상의 길이에 걸쳐 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.However, it is preferable that the
또한, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)은, GI 아연 도금 강관(10)을 프레스 성형 후에 켄칭 처리를 실시함으로써 얻어지므로, 아연 도금의 효과에 의해 표층으로부터의 탈탄을 억제하면서 켄칭 처리를 실시할 수 있고, 이에 의해 액슬 빔(1) 전체의 경도를 높일 수 있다. 즉, 액슬 빔(1)의 표층 부분에서는 탈탄이 억제됨으로써 판 두께(두께) 중심 부분과 동등한 경도를 확보할 수 있고, 이에 의해 피로 특성을 높일 수 있다.Further, since the
보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)에 있어서는, 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도를 X, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도를 Y로 하여, (Y/X)×100의 값이 95 이상으로 되어 있다. 또한, 마이크로 비커스 경도는 하중 50g에서 측정한다.More specifically, in the
(Y/X)×100의 값이 95 미만이면, 표층으로부터의 피로 균열에 의해 피로 수명을 저하시킬 우려가 있다. (Y/X)×100의 값은, 바람직하게는 96 이상이고, 보다 바람직하게는 97 이상이다.If the value of (Y / X) x 100 is less than 95, the fatigue life may be lowered due to fatigue cracks from the surface layer. (Y / X) x 100 is preferably 96 or more, and more preferably 97 or more.
또한, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도 Y는, 마이크로 비커스 경도로 500Hv 이상으로 하는 것이, 높은 피로 특성을 확보하기 위해 바람직하고, 540Hv 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.The micro Vickers hardness Y at a depth of 50 mu m from the surface of the base material is preferably 500 Hv or more in terms of micro Vickers hardness in order to secure high fatigue characteristics, and more preferably 540 Hv or more.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)에 의하면, GI 아연 도금 강관(10)에 의해 형성되므로, 아연 도금의 효과에 의해 표층의 탈탄이 억제됨과 함께, 표층의 경도가 향상되어 피로 특성이 향상되는 효과가 얻어지고, GI 아연 도금 강관(10)의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부(11)가 Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되어 있으므로, 내주면끼리의 마찰에 의한 피로 수명의 저하를 억제할 수 있어, 피로 특성을 상승적으로 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 박육 경량화가 가능해져, 대폭의 저비용화를 도모할 수 있다.As described above, according to the
또한, 본 발명에 있어서는, GI 아연 도금 강관(10)의 강재의 화학 성분은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직한 성분 조성에 대해 설명한다. 이하, 화학 성분의 함유량에 관한 %는, 질량%를 의미한다.In the present invention, the chemical composition of the steel material of the GI galvanized
GI 아연 도금 강관(10)의 강재의 화학 성분은, C, Si, Mn, Ti, B를 하기의 범위에서 함유해도 된다.The chemical composition of the steel material of the GI galvanized
C:0.15∼0.30%C: 0.15 to 0.30%
C는, 액슬 빔(1)의 강도를 결정하는 원소이다. 충분한 피로 특성을 갖기 위한 강도를 확보하기 위해서는, C 함유량을 0.15% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.20% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 경도를 Hv500 이상으로 하기 위해서는, 0.24% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 켄칭 크랙의 발생을 억제하기 위해서는, C 함유량을 0.30% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.25% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.C is an element that determines the strength of the
Si:0.05∼0.35%Si: 0.05 to 0.35%
Si는, 탈산 원소이며, 또한 고용 강화에 기여한다. 그들 효과를 얻기 위해서는 0.05% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, Si를 0.35% 이하로 함으로써 인성을 확보할 수 있다. Si 함유량의 하한은, 보다 바람직하게는 0.20%이고, Si 함유량의 상한은, 보다 바람직하게는 0.30%이다.Si is a deoxidizing element and also contributes to solid solution strengthening. In order to obtain these effects, it is preferable to contain 0.05% or more. In addition, by setting Si to 0.35% or less, toughness can be ensured. The lower limit of the Si content is more preferably 0.20%, and the upper limit of the Si content is more preferably 0.30%.
Mn:0.5∼2.0%Mn: 0.5 to 2.0%
Mn은, 켄칭성을 향상시키는 원소로, Mn 함유량을 0.5% 이상으로 함으로써 켄칭성의 향상 효과를 충분히 확보할 수 있으므로 바람직하다. 또한, Mn 함유량을 2.0% 이하로 함으로써 지연 파괴 특성의 열화를 억제할 수 있고, MnS의 석출을 억제할 수 있고, 전봉 용접부 근방의 피로 강도 저하를 회피할 수 있으므로, 바람직하다.Mn is an element which improves the quenching property, and Mn content is preferably set to 0.5% or more, because the effect of improving the hardenability can be sufficiently secured. By setting the Mn content to 2.0% or less, the deterioration of the delayed fracture characteristics can be suppressed, the precipitation of MnS can be suppressed, and the fatigue strength in the vicinity of the welded joint can be avoided.
Mn 함유량의 하한은 보다 바람직하게는 1.0%이고, Mn 함유량의 상한은 보다 바람직하게는 1.7% 미만이다.The lower limit of the Mn content is more preferably 1.0%, and the upper limit of the Mn content is more preferably less than 1.7%.
Ti:0.005∼0.05%Ti: 0.005 to 0.05%
Ti는, 강 중 N을 TiN으로서 고정하여 BN의 석출을 억제함으로써, B 첨가에 의한 켄칭성을 안정적이고 또한 효과적으로 향상시키기 위해 작용한다. 따라서, TiN의 화학 양론에 알맞도록, N 함유량의 3.42배 이상으로 첨가하는 것이 바람직하고, N 함유량의 범위로부터 Ti 함유량의 바람직한 범위도 자동적으로 결정된다.Ti serves to stabilize and effectively improve the quenching by the addition of B by suppressing the precipitation of BN by fixing N in the steel as TiN. Therefore, it is preferable to add at least 3.42 times of the N content so as to meet the stoichiometry of TiN, and the preferable range of the Ti content is automatically determined from the range of the N content.
그러나, 탄화물로서 석출되는 분도 있으므로, N의 고정을 보다 확실하게 하기 위해, 이론값보다도 약간 높은 0.005∼0.05%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는, 0.01∼0.02%이다.However, since some carbides precipitate, it is preferable to set the range of 0.005 to 0.05%, which is slightly higher than the theoretical value, in order to more secure N fixing. More preferably, it is 0.01 to 0.02%.
B:0.0005∼0.005%B: 0.0005 to 0.005%
B는, 미량의 첨가로 강재의 켄칭성을 대폭 향상시키는 원소이다. B 함유량을 0.0005% 이상으로 함으로써 켄칭성을 향상시키는 효과가 적합하게 얻어지므로 바람직하고, 0.001% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.B is an element that significantly improves the quenching of the steel by adding a small amount. When the B content is set to 0.0005% or more, an effect of improving the quenching property is suitably obtained, and more preferably 0.001% or more.
또한, B를 0.005% 이하로 하면, 조대한 B 함유 석출물의 생성을 억제할 수 있고, 또한 취화를 억제할 수 있으므로 바람직하고, 0.002% 이하로 하면 보다 바람직하다.When the content of B is 0.005% or less, the formation of coarse B-containing precipitates can be suppressed and brittleness can be suppressed, and more preferably 0.002% or less.
또한, GI 아연 도금 강관(10)의 강재 화학 성분은, Al, P, S, N, O를 하기의 범위로 제한해도 된다.The steel chemical composition of the GI galvanized
Al:0.08% 이하Al: 0.08% or less
Al은, 용강의 탈산재로서 유용한 원소로, 0.01% 이상을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, Al은 N을 고정하는 원소이기도 하므로, Al량은 결정 입경이나 기계적 성질에 큰 영향을 미친다. Al 함유량을 0.08% 이하로 함으로써, 비금속 개재물에 의한 제품 표면 흠집의 발생을 억제할 수 있으므로, 바람직하다. Al 함유량은, 보다 바람직하게는, 0.05% 이하이다.Al is an element useful as a deagglomeration material of molten steel, and it is preferable to add Al by 0.01% or more. Since Al is also an element that fixes N, the amount of Al greatly affects the crystal grain size and mechanical properties. By setting the Al content to 0.08% or less, occurrence of surface scratches on the product due to non-metallic inclusions can be suppressed, which is preferable. The Al content is more preferably 0.05% or less.
P:0.05% 이하P: not more than 0.05%
P는, 내 용접 균열성 및 인성에 악영향을 미치는 원소이므로, 0.05% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.03% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.P is an element which adversely affects the weld cracking resistance and toughness of the steel, and therefore it is preferably 0.05% or less, and more preferably 0.03% or less.
S:0.0030% 미만S: Less than 0.0030%
S는, 인성을 열화시킴과 함께, MnS의 석출에 의해 전봉 용접부 근방의 피로 강도를 저하시키므로, S 함유량은 0.0030% 미만으로 하는 것이 바람직하고, 0.0026% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.S deteriorates toughness and precipitates out MnS to lower the fatigue strength in the vicinity of the welded joint, so that the S content is preferably less than 0.0030%, more preferably 0.0026% or less.
또한, MnS의 석출을 억제하기 위해, S 함유량만의 억제가 아닌, Mn 함유량과의 관계에서 억제하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, Mn 함유량과 S 함유량의 곱의 값을 0.0025 이하로 하는 것이 바람직하다. Mn 함유량과 S 함유량의 곱의 값을 0.0025 이하로 함으로써, 전봉 용접부 근방의 피로 강도를 충분히 확보할 수 있다.In order to suppress the precipitation of MnS, it is preferable to suppress the Mn content in relation to the Mn content, not to suppress only the S content. More specifically, it is preferable that the product of the Mn content and the S content is 0.0025 or less Do. By setting the value of the product of the Mn content and the S content to 0.0025 or less, the fatigue strength in the vicinity of the fully welded portion can be sufficiently secured.
N:0.006% 이하N: not more than 0.006%
N은, 질화물 또는 탄질화물을 석출시켜, 강도를 높이는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, B 첨가 강에 있어서는 BN의 석출에 의한 켄칭성의 저하나, 전술한 바와 같이, BN의 석출을 방지시키기 위해 첨가되는 Ti에 의해, TiN의 석출에 의한 열간 가공성이나 피로 강도의 저하, 나아가서는 인성의 저하가 문제로 된다. 한편, TiN은 고온시에서의 γ 입경의 조대화를 억제하여 인성을 향상시키는 효과도 갖는다. 그로 인해, 열간 가공성, 피로 강도 및 인성의 밸런스를 최적의 것으로 하기 위해, N 함유량은 0.006% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, N 함유량은, 보다 바람직하게는, 0.001∼0.005%, 더욱 바람직하게는 0.002∼0.004%이다.N is an element having an effect of precipitating nitrides or carbonitrides to increase strength. However, in the case of the B-added steel, the hardness due to the precipitation of BN is reduced. However, as described above, the addition of Ti to prevent precipitation of BN causes a decrease in hot workability and fatigue strength due to precipitation of TiN, There is a problem of deterioration of toughness. On the other hand, TiN has an effect of suppressing coarsening of the? Particle size at a high temperature and improving toughness. Therefore, in order to optimize the balance of hot workability, fatigue strength and toughness, the N content is preferably 0.006% or less. The N content is more preferably 0.001 to 0.005%, and still more preferably 0.002 to 0.004%.
O:0.004% 이하O: not more than 0.004%
O는, CaO로 되어 Ca의 첨가 효과를 손상시키는 원소이므로, O 함유량은 0.004% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.O is CaO, which is an element which deteriorates the effect of Ca addition. Therefore, the O content is preferably limited to 0.004% or less.
또한, GI 아연 도금 강관(10)의 강재 화학 성분은, 선택 원소로서 Mo, Cr, Nb, V, Ni 중 1종 이상을 필요에 따라서 하기의 범위로 함유해도 된다.The steel chemical composition of the GI galvanized
Mo:0.05∼0.5%Mo: 0.05 to 0.5%
Mo는, 켄칭성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. Mo 함유량이 0.05% 미만에서는 이들 효과를 충분히 기대할 수 없고, 한편, Mo 함유량이 0.5%를 초과하면 합금 비용이 상승하므로, Mo 함유량은 0.05∼0.5%의 범위로 하는 것이 바람직하다.Mo is an element having an effect of improving quenching. If the Mo content is less than 0.05%, these effects can not be sufficiently expected. On the other hand, if the Mo content exceeds 0.5%, the alloy cost increases, and therefore, the Mo content is preferably set within the range of 0.05 to 0.5%.
Cr:0.05∼1.0%Cr: 0.05 to 1.0%
Cr은, 필수적인 첨가 원소는 아니지만, 켄칭성을 향상시킬 목적으로 첨가되는 원소이다. 켄칭성의 향상 효과를 충분히 얻기 위해서는, Cr 함유량을 0.05% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.10% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, Cr 함유량을 1.0% 이하로 하는 것이, 전봉 용접시의 결함 발생을 억제하는 점에서 바람직하고, 0.8% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.Cr is not an essential addition element but is an element added for the purpose of improving the quenching property. The Cr content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more, in order to sufficiently obtain the improvement effect of the hardness. Further, it is preferable that the Cr content is 1.0% or less from the viewpoint of suppressing the occurrence of defects during welding, more preferably 0.8% or less.
Nb:0.01∼0.1%Nb: 0.01 to 0.1%
Nb는, Nb 탄질화물에 의한 석출 강화의 효과를 갖는 것에 더하여, 강재의 결정 입경을 미세화하여, 인성을 향상시키는 효과를 갖고 있다. Nb 함유량이 0.01% 이상이면, 강도·인성의 향상 효과를 충분히 얻을 수 있다. 한편, Nb 함유량이 0.1%를 초과하여 함유해도, 그 이상의 향상 효과는 기대할 수 없고, 비용의 상승을 초래하는 것에 불과하므로, Nb 함유량은 0.01∼0.1%의 범위로 하는 것이 바람직하다.Nb has an effect of enhancing precipitation strengthening by Nb carbonitride and also has an effect of improving the toughness by reducing the crystal grain size of the steel material. When the Nb content is 0.01% or more, the effect of improving the strength and toughness can be sufficiently obtained. On the other hand, even if the content of Nb is more than 0.1%, the improvement effect can not be expected further and the cost is increased. Therefore, the content of Nb is preferably in the range of 0.01 to 0.1%.
V:0.01∼0.1%V: 0.01 to 0.1%
V는, V 탄질화물에 의한 석출 강화의 효과를 갖는 원소이다. V 함유량을 0.01% 이상으로 함으로써, 이들의 효과를 적합하게 발휘할 수 있어 바람직하다. 한편, V 함유량을 0.1%를 초과하여 함유시켜도, 그 이상의 향상 효과는 기대할 수 없고, 합금 비용의 상승을 초래하는 것에 불과하므로, V 함유량은 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다.V is an element having an effect of precipitation strengthening by V carbonitride. By setting the V content to 0.01% or more, these effects can be suitably exhibited, which is preferable. On the other hand, even if the V content is contained in excess of 0.1%, the improvement effect can not be expected further, and the alloy cost is only increased. Therefore, the V content is preferably 0.1% or less.
Ni:0.1∼1.0%Ni: 0.1 to 1.0%
Ni는, 켄칭성 및 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. Ni 함유량을 0.1% 이상으로 함으로써, 그 효과를 적합하게 발휘할 수 있어 바람직하다. 한편, Ni 함유량이 1.0%를 초과하면 합금 비용이 상승하므로, Ni 함유량은, 1.0% 이하로 하는 것이 바람직하다.Ni is an element having an effect of improving quenching and toughness. When the Ni content is 0.1% or more, the effect can be suitably exhibited. On the other hand, if the Ni content exceeds 1.0%, the alloy cost increases, and therefore, the Ni content is preferably 1.0% or less.
즉, GI 아연 도금 강관(10)의 강재 화학 성분은, C, Si, Mn, Ti, B를 상기 범위에서 함유하고, Al, P, S, N, O가 상기 범위로 제한되고, 선택 원소로서 Mo, Cr, Nb, V, Ni 중 1종 이상을 필요에 따라서 상기 범위에서 함유하고, 잔량부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 화학 성분이면 된다.That is, the steel chemical composition of the GI galvanized
또한, 본 발명에서는, 켄칭에 의해, 액슬 빔(1)의 조직을 마르텐사이트로 하기 위해, 소재의 켄칭성을 충분히 확보할 필요가 있다. 켄칭성의 지표로서는, 예를 들어 「철과 강, 74(1988) P.1073」에 의해 종래부터 알려져 있는, 임계 냉각 속도 Vc90(℃/s)을 사용하면 된다. 이것은, 하기 (식A)로 나타내어지는 지표이며, 마르텐사이트의 체적률이 90% 이상으로 되는 냉각 속도를 의미하고 있다. 따라서, Vc90이 낮을수록 켄칭성이 높아, 냉각 속도가 느려져도 마르텐사이트 조직이 얻어진다.Further, in the present invention, in order to make the structure of the
단, β=2.7C+0.4Si+Mn+0.8Cr+2.0Mo+0.45Ni이다.However,? = 2.7C + 0.4Si + Mn + 0.8Cr + 2.0Mo + 0.45Ni.
또한, B(붕소)가 포함되지 않는 경우, (식A)는 (식A')로 바뀐다.Further, when B (boron) is not contained, (Formula A) is changed to (Formula A ').
단, β'=2.7C+0.4Si+Mn+0.8Cr+Mo+0.45Ni이다.However,? '= 2.7C + 0.4Si + Mn + 0.8Cr + Mo + 0.45Ni.
다음으로, 상술한 액슬 빔(1)의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.Next, the manufacturing method of the
도 2의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)의 제조 방법은, 프레스 성형 공정과, 가열 유지 공정과, 냉각 공정을 적어도 갖는다. 이하, 각 공정에 대해 상세하게 설명한다.As shown in the flowchart of Fig. 2, the method of manufacturing the
(프레스 성형 공정)(Press forming step)
우선, 프레스 성형 공정에서는, GI 아연 도금 강관(10)을, 그 길이 방향을 따라 외측으로부터 내측을 향하는 변위를 부여함으로써 대략 V자 형상으로 프레스 성형하여, 액슬 빔(1)의 형상으로 한다. 즉, GI 아연 도금 강관(10)에 대해, 그 길이 방향의 중앙부에 있어서의 길이 방향에 수직인 단면이 GI 아연 도금 강관(10)의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부(11)를 포함하는 대략 V자 형상을 갖도록 프레스 성형한다.First, in the press-forming step, the GI galvanized
구체적인 형상은 도 1a∼도 1d에 도시하는 바와 같으며, 도 1c에 도시하는 바와 같이 길이 방향의 중앙부에서는 강관 내면끼리가 접촉하는 접촉부(11)가 형성되어 있다. 또한, 양단부는 강관이 편평하게 찌부러진 형상으로 되어 있다.1A to 1D. As shown in Fig. 1C, at the central portion in the longitudinal direction, a
(가열 유지 공정)(Heating and holding process)
가열 유지 공정에서는, 이와 같이 프레스 성형된 GI 아연 도금 강관(10)을 하기 (1)식을 만족시키는 조건에서 가열 유지한다.In the heating and holding process, the GI galvanized
(1)식에 있어서, A는 GI 아연 도금 강관(10)의 아연 도금량(g/㎡)이고, T는 850℃ 이상의 최고 가열 온도(℃)이고, t는 최고 가열 온도 유지 시간(hr)이다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 가열 조건에 관한 (T+273.15)×(logt+20)을 열처리 파라미터 B라 칭한다.(A) is the zinc plating amount (g / m 2) of the galvanized
이 (1)식을 만족시키도록 아연 도금량 A와 열처리 파라미터 B를 설계함으로써, 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도를 X, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도를 Y로 하여, (Y/X)×100의 값을 95 이상으로 할 수 있다.By designing the zinc plating amount A and the heat treatment parameter B so as to satisfy the expression (1), the micro Vickers hardness at the depth of 200 mu m from the surface of the base material is represented by X and the micro Vickers hardness at the depth of 50 mu m from the surface of the base material is represented by Y, (Y / X) x 100 can be set to 95 or more.
또한, 최고 가열 온도를 850℃ 이상으로 하고 있으므로, 켄칭 조직을 마르텐사이트로 하는 것이 가능해진다. 한편, 최고 가열 온도가 850℃보다도 저온이면, 2상 영역으로 되어 버려, 켄칭되지 않는 부분이 발생하여 피로 특성이 급격하게 저하된다.Further, since the maximum heating temperature is 850 DEG C or higher, the quenched structure can be made into martensite. On the other hand, if the maximum heating temperature is lower than 850 deg. C, it becomes a two-phase region, and a portion which is not quenched is generated, and the fatigue characteristic is rapidly lowered.
즉, 상술한 (1)식을 만족시키는 조건에서 GI 아연 도금 강관(10)을 가열 유지함으로써, 표층 탈탄의 억제에 의한 피로 특성의 향상 효과와 접촉부(11)의 합금화에 의한 피로 특성의 향상 효과에 의해 피로 특성을 상승적으로 향상시키는 것이 가능해진다.That is, by heating and maintaining the GI galvanized
GI 아연 도금 강관(10)의 아연 도금량 A는 60g/㎡ 이상으로 하는 것이, 보다 확실하게 가열 유지 공정에 있어서의 표층 탈탄을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.The zinc plating amount A of the GI galvanized
가열 유지 공정에 있어서의 가열 방법으로서는, 예를 들어 통전 가열, 인덕션 가열, 로 가열이면 된다. 단, 생산성을 고려하면 통전 가열이 보다 바람직하다.As the heating method in the heating and holding step, for example, energization heating, induction heating, and heating can be used. However, in consideration of productivity, electrification heating is more preferable.
최고 가열 온도의 상한은 특별히 규정되는 것은 아니지만, 과잉으로 고온이면 아연이 강관의 표면으로부터 휘발될 우려가 있다. 따라서, 보다 확실하게 표층 탈탄을 억제하기 위해, 1100℃를 상한으로 해도 된다.The upper limit of the maximum heating temperature is not specifically defined, but zinc may be volatilized from the surface of the steel pipe if the temperature is excessively high. Therefore, in order to more reliably suppress the surface decarburization, the upper limit may be set at 1100 deg.
유지 시간은, Ac3점 이상의 온도 영역에서 3초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 유지 시간을 3초 이상으로 하면, 온도 편차가 보다 확실하게 억제됨으로써, 켄칭 후의 경도 편차를 저하시킬 수 있다. 또한, 철을 확실하게 아연 도금층으로 확산시킬 수 있으므로, 안정적으로 Fe-Zn 합금상에 의해 접촉부(11)를 일체화할 수 있다.The holding time is preferably 3 seconds or longer in the temperature range of Ac3 point or more. If the holding time is 3 seconds or more, the temperature deviation can be more reliably suppressed, and the hardness deviation after quenching can be reduced. Further, since the iron can be reliably diffused into the zinc plating layer, the
또한, 유지 시간은 30초 이하로 하는 것이 바람직하다. 유지 시간을 30초 이하로 함으로써 철이 아연 도금층으로 과잉으로 확산되는 것을 억제할 수 있기 때문이다.The holding time is preferably 30 seconds or less. By keeping the holding time to 30 seconds or less, excessive diffusion of iron into the zinc plated layer can be suppressed.
또한, GI 아연 도금 강관(10)을 통전 가열에 의해 가열하면 전류가 편류하여 온도 편차가 발생하는 것이 우려되지만, 유지 시간을 3∼30초로 하면 균일하게 켄칭되는 온도 범위 내로 가열할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.When the GI galvanized
상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)의 제조 방법에서는 850℃ 이상의 최고 가열 온도로 가열 유지하기 위해, 강재의 Ac3점을 최대한 낮추어 두는 것이 유지 가능한 온도 영역이 확대되어, 생산이 용이해지므로, Ac3점이 850℃ 이하인 성분계의 강관을 사용하는 것이 바람직하다.As described above, in the method of manufacturing the
여기서, Ac3점은 하기 (2)식에 의해 산출할 수 있다.Here, Ac3 point can be calculated by the following expression (2).
또한, 켄칭성(Vc90)이 70℃/초 이하로 되는 강재의 성분계는, 하기 (3)식 및 (4)식에 의해 나타낼 수 있다. Vc90은, 90% 이상이 마르텐사이트로 되는 냉각 속도를 의미한다.The component system of the steel having the quenching property (Vc90) of 70 DEG C / sec or less can be represented by the following formulas (3) and (4). Vc90 means a cooling rate at which 90% or more of the martensite becomes the martensite.
GI 아연 도금 강관(10)을 상기한 조건에서 유지하면, 강관 표면의 아연 도금상은 도 3의 상태도 중에 해칭을 부여한 영역으로 들어가고, 여기로부터 급냉하면 Fe-Zn 합금상으로 되어 V자 단면 형상 부위의 접촉부(11)가 일체화된다. 이 결과, GI 아연 도금 강관(10)의 내주면끼리의 마찰에 의한 피로 수명의 저하를 억제할 수 있어, 피로 강도가 향상된다. 상기한 바와 같이, 도금상으로의 철의 확산이 불충분하면 해칭한 영역보다도 좌측으로 시프트되어, 급냉해도 철-아연 합금상과 철의 혼상으로 되어 버려 바람직하지 않다.When the GI galvanized
(냉각 공정)(Cooling process)
냉각 공정에서는, 가열 유지된 GI 아연 도금 강관(10)을 수냉함으로써, 접촉부(11)를 Fe-Zn 합금상에 의해 일체화시킨다.In the cooling step, the hot-held GI galvanized
냉각 공정에 있어서는, 30℃/s 이상의 냉각 속도로 200℃ 이하로 될 때까지 냉각하면, 마르텐사이트화에 의해 피로 특성을 더욱 향상시킬 수 있으므로 바람직하다. 냉각 속도를 50℃/s 이상으로 하면 보다 바람직하다.In the cooling step, cooling is preferably performed at a cooling rate of not less than 30 DEG C / s until the temperature reaches 200 DEG C or less, because the fatigue characteristics can be further improved by martensitization. It is more preferable that the cooling rate is 50 DEG C / s or more.
냉각 방법으로서는, 스프레이 냉각, 침수 냉각, 기수(氣水) 냉각 등이면 되지만, 생산성을 고려하면 스프레이 냉각이 바람직하다.The cooling method may be spray cooling, submerged cooling, water cooling, or the like, but spray cooling is preferable in view of productivity.
이와 같이 하여 얻어진 본 실시 형태에 관한 액슬 빔(1)은, 접촉부(11)가, Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되고, 또한 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도가, 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도의 95% 이상이므로, 표층 탈탄의 억제에 의한 피로 특성의 향상 효과와 접촉부(11)의 합금화에 의한 피로 특성의 향상 효과에 의해 피로 특성을 상승적으로 향상시키는 것이 가능해진다.The
또한, 아연 도금을 GA가 아닌 GI로 하고 있는 이유는, GA는 이미 합금화가 진행되어 있으므로 단시간의 가열로도 GI를 장시간 가열한 것과 동일한 상태로 되어, 냉각 후에 철-아연 합금상과 철의 혼상으로 되어 버려, 접촉부(11)를 Fe-Zn 합금상에 의해 일체화시키는 효과가 불충분해져 버리기 때문이다.The reason why the galvanizing is performed instead of the GA is that the GA is already alloyed, so that the state of the GI is the same as that in which the GI is heated for a long time even in a short heating period, and after the cooling, the iron- And the effect of integrating the
실시예Example
이하에 실시예를 나타낸다.Examples are shown below.
발명예 1∼6 및 비교예 1∼3으로서, 0.24%C-0.2%Si-1.2%Mn-0.02%Ti-10ppmB의 성분의 GI 강판을 전봉 용접 후, 프레스 가공, 통전 가열 및 스프레이 냉각을 행함으로써 액슬 빔을 제조하고, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도, 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도 및 피로 특성을 측정하였다. 또한, 발명예 1∼6 및 비교예 1, 2에 관해서는, 접촉부를 합금화에 의해 일체화시켰다.A GI steel sheet having a composition of 0.24% C-0.2% Si-1.2% Mn-0.02% Ti-10 ppm B was welded as a whole in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 and then subjected to press working, To measure the micro-Vickers hardness at a depth of 50 mu m from the surface of the base material, and the micro-Vickers hardness and fatigue characteristics at a depth of 200 mu m from the surface of the base material. With respect to Inventive Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the contact portions were integrated by alloying.
표 1에 각종 설정 조건과 측정 결과를 나타낸다. A는 도금량(g/㎡), T는 최고 가열 온도(℃), t는 유지 시간(hr), B는 열처리 파라미터, X는 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도, Y는 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도를 의미한다.Table 1 shows various setting conditions and measurement results. A is the plating amount (g / m 2), T is the maximum heating temperature (° C.), t is the holding time (hr), B is the heat treatment parameter, X is the micro Vickers hardness at the depth of 200 μm from the surface layer of the base material, Micro-Vickers hardness at a depth of 50 mu m.
B/A의 값이 본 발명의 범위를 만족시키는 발명예 1∼6에서는, 표층으로부터의 탈C가 억제된 효과에 의해, Y/X의 값을 95% 이상으로 할 수 있어, 접촉부의 합금화에 의한 피로 특성의 향상 효과와의 상승 효과에 의해 높은 피로 특성을 얻을 수 있었다. 발명예 1∼6 중, 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치에 있어서의 마이크로 비커스 경도가 500Hv 이상인 발명예 1∼5에 관해서는, 발명예 6과 비교하여 한층 더 양호한 피로 특성이 얻어졌다.In Inventive Examples 1 to 6 in which the value of B / A satisfies the range of the present invention, the value of Y / X can be made 95% or more by the effect of suppressing the decarburization from the surface layer, High fatigue characteristics can be obtained by the synergistic effect with the fatigue characteristic improving effect by the fatigue cracking. With respect to Inventive Examples 1 to 5 in which the micro Vickers hardness at the depth of 50 mu m from the surface layer of the base material was 500 Hv or more in Examples 1 to 6, the fatigue characteristics were further improved as compared with Inventive Example 6. [
한편, B/A의 값이 본 발명의 범위를 만족시키지 않는 비교예 1, 2에 있어서는, 표층으로부터의 탈탄에 의해 표층부의 경도가 저하되게 되어, 접촉부의 합금화에 의한 피로 특성의 향상 효과와의 상승 효과가 얻어지지 않아, 높은 피로 특성을 얻을 수 없었다.On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the value of B / A did not satisfy the range of the present invention, the hardness of the surface layer portion was lowered by decarburization from the surface layer, and the effect of improving the fatigue characteristics A synergistic effect could not be obtained and high fatigue characteristics could not be obtained.
또한, 도금을 실시하지 않은 비교예 3에서는, 표층으로부터의 탈탄에 의해 표층부의 경도가 저하될 뿐만 아니라, 접촉부의 합금화에 의한 피로 특성의 향상 효과조차 얻어지지 않으므로, 역시 높은 피로 특성을 얻을 수 없었다.In Comparative Example 3 in which plating was not carried out, not only the hardness of the surface layer portion was lowered by decarburization from the surface layer but also the effect of improving the fatigue characteristics due to alloying of the contact portions was not obtained, .
상기한 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 피로 특성이 우수하고, 또한 저비용의 액슬 빔을 얻을 수 있다.As apparent from the above results, according to the present invention, it is possible to obtain an axle beam having an excellent fatigue characteristic and a low cost.
본 발명에 따르면, 피로 특성이 우수하고, 또한 저비용의 켄칭 강관 부재, 자동차용 액슬 빔 및 켄칭 강관 부재의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a quenched steel pipe member, an automobile axle beam, and a quenched steel pipe member that are excellent in fatigue characteristics and at low cost.
1 : 액슬 빔
10 : GI 아연 도금 강관
11 : 접촉부
A : 아연 도금량
B : 열처리 파라미터
t : 유지 시간
T : 최고 가열 온도
X : 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도
Y : 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도1: Axle beam
10: GI galvanized steel pipe
11:
A: Zinc plating amount
B: Heat treatment parameter
t: retention time
T: Maximum heating temperature
X: Micro Vickers hardness at a depth of 200 μm from the surface of the base material
Y: Micro Vickers hardness at a depth of 50 μm from the surface of the base material
Claims (11)
상기 GI 아연 도금 강관의 길이 방향의 중앙부에 있어서의, 상기 길이 방향에 수직인 단면이, 상기 GI 아연 도금 강관의 내주면끼리가 접촉하는 접촉부를 포함하는 대략 V자 형상을 갖고,
상기 접촉부가, Fe-Zn 합금상에 의해 일체화되고,
모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도가, 상기 모재 표층으로부터 200㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도의 95% 이상인 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재.GI galvanized steel pipe,
Wherein a cross section perpendicular to the longitudinal direction at a central portion in the longitudinal direction of the GI galvanized steel pipe has a substantially V shape including a contact portion where inner circumferential surfaces of the GI galvanized steel pipe are in contact with each other,
The contact portion is integrated with the Fe-Zn alloy phase,
Wherein a micro Vickers hardness at a depth of 50 mu m from the surface of the base material is 95% or more of a micro Vickers hardness at a depth of 200 mu m from the surface of the base material.
상기 GI 아연 도금 강관의 상기 모재 표층으로부터 50㎛ 깊이 위치의 마이크로 비커스 경도가 500Hv 이상인 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재.The method according to claim 1,
Characterized in that the micro Vickers hardness of the GI galvanized steel pipe at a depth of 50 mu m from the base material surface layer is 500 Hv or more.
상기 접촉부가, 상기 GI 아연 도금 강관의 전체 길이의 50% 이상의 길이에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the contact portion is formed over a length of at least 50% of the entire length of the GI galvanized steel pipe.
아연 도금량 A(g/㎡)와, 850℃ 이상의 최고 가열 온도 T(℃)와, 최고 가열 온도 유지 시간 t(hr)가 하기 (1)식을 만족시키는 조건에서, 프레스 성형된 상기 GI 아연 도금 강관을 가열 유지하는 가열 유지 공정과,
가열 유지된 GI 아연 도금 강관을 수냉에 의해 냉각함으로써, 상기 접촉부를 Fe-Zn 합금상에 의해 일체화시키는 냉각 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.
The GI galvanized steel pipe was press-molded so that a cross section perpendicular to the longitudinal direction at the center in the longitudinal direction of the GI galvanized steel pipe had a substantially V shape including a contact portion in contact with the inner circumferential surfaces of the GI galvanized steel pipe A press forming step for forming a press-
Under the condition that the zinc plating amount A (g / m 2), the maximum heating temperature T (° C) of 850 ° C. or more and the maximum heating temperature holding time t (hr) satisfy the following formula (1) A heating and holding step of heating and holding the steel pipe,
And cooling the heated and maintained GI galvanized steel pipe by water cooling to integrate the contact portion with the Fe-Zn alloy phase.
상기 냉각 공정에서는, 가열 유지된 상기 GI 아연 도금 강관을 30℃/s 이상의 냉각 속도로 200℃ 이하까지 수냉하는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.6. The method of claim 5,
In the cooling step, the GI galvanized steel pipe heated and held is water-cooled to 200 ° C or lower at a cooling rate of 30 ° C / s or higher.
상기 아연 도금량 A가 60g/㎡ 이상인 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the zinc plating amount A is not less than 60 g / m < 2 >.
상기 프레스 성형 공정에서는, 상기 접촉부가, 상기 GI 아연 도금 강관의 전체 길이의 50% 이상의 길이에 걸쳐 형성되도록 상기 GI 아연 도금 강관을 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.8. The method according to any one of claims 5 to 7,
Wherein the GI galvanized steel pipe is press-molded so that the contact portion is formed over a length of 50% or more of the entire length of the GI galvanized steel pipe in the press molding step.
상기 가열 유지 공정에서는, 상기 GI 아연 도금 강관을 통전 가열하는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.9. The method according to any one of claims 5 to 8,
Wherein the GI galvanized steel pipe is heated by energization in the heating and holding step.
상기 가열 유지 공정에서는, 프레스 성형된 상기 GI 아연 도금 강관을 강재의 Ac3점 이상의 온도 영역에 3초 이상, 30초 이하 유지하도록 통전 가열하는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.10. The method according to any one of claims 5 to 9,
Characterized in that in the heating and holding step, the press-formed GI galvanized steel pipe is energized and heated so as to remain in a temperature region of Ac 3 point or more of the steel for 3 seconds or more and 30 seconds or less.
상기 GI 아연 도금 강관이, Ac3점이 850℃ 이하인 성분계를 갖는 것을 특징으로 하는, 켄칭 강관 부재의 제조 방법.11. The method according to any one of claims 5 to 10,
Wherein the GI galvanized steel pipe has a component system having Ac3 point of 850 DEG C or less.
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